CN117189502B - 一种泥浮式海上风机基础和风机整机的整体运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海上风电技术领域，尤其涉及一种泥浮式海上风机基础及其与风机整机的整体运输方法。海上风机基础包括：中空的筒体、多个中空的球体和多个第一连杆；每个第一连杆的一端分别与所述筒体的周向侧壁连接，另一端分别与一个球体连接，以使多个球体均匀地环绕在所述筒体的周向上，每个球体的球心到所述筒体的轴线的垂直距离均相等，每个所述球体内均设置有气‑水置换阀，以用于对相应球体进行充放水；当所述风机基础处于平衡状态时，每个所述第一连杆的轴线和每个所述球体的球心均在同一水平面上。本发明提供的海上风机基础，结构稳定性高、易于维持平衡。

Description

一种泥浮式海上风机基础和风机整机的整体运输方法

技术领域

本发明涉及海上风电技术领域，尤其涉及一种泥浮式海上风机基础及其与风机整机的整体运输方法。

背景技术

随着能源危机的日益突出，海上风电作为可再生能源，已经成为当前能源结构的重要组成部分，是解决能源危机的重要能源。海上风机基础作为海上风机系统的重要组成部分，其结构形式是决定其运输方式和运输成本的关键因素。

相关技术中，海上风机基础的结构形式只考虑其在正常工作时的承载能力，而未考虑其结构形式对运输过程的影响。由于现有海上风机基础在水中运输时，不易维持平衡，因此只能将其固定于专用的运输船上，以将其运输至指定安装位置，但该种运输方式经济性较差。

因此，目前亟待需要提供一种泥浮式海上风机基础及其与风机整机的整体运输方法来解决上述问题。

发明内容

本发明一个或多个实施例描述了一种泥浮式海上风机基础及其与风机整机的整体运输方法，结构稳定性高、易于维持平衡。

第一方面，本发明一个实施例提供了一种泥浮式海上风机基础，包括：中空的筒体、多个中空的球体和多个第一连杆；

每个第一连杆的一端分别与所述筒体的周向侧壁连接，另一端分别与一个球体连接，以使多个球体均匀地环绕在所述筒体的周向上，每个球体的球心到所述筒体的轴线的垂直距离均相等，每个所述球体内均设置有气-水置换阀，以用于对相应球体进行充放水；

当所述风机基础处于平衡状态时，每个所述第一连杆的轴线和每个所述球体的球心均在同一水平面上。

第二方面，本发明一个实施例提供了一种泥浮式海上风机基础和风机整机的整体运输方法，应用于上述实施例所述的海上风机基础和风机整机，所述风机整机包括沿竖直方向依次连接的上部风机和塔筒，所述方法包括：

将所述塔筒的底端安装于所述筒体的顶部中心；

将所述风机基础连接于拖船上；

基于每个所述倾角传感器和每个球体上的气-水置换阀控制所述风机基础的平衡，以利用所述拖船将所述风机基础和所述风机整机运输至指定位置。

根据本发明实施例提供的泥浮式海上风机基础及其与风机整机的整体运输方法，通过设置中空的筒体，并通过多个第一连杆将筒体和多个球体连接在一起，可以使多个球体均匀地环绕在筒体的周向上。通过在每个球体内均设置气-水置换阀，如此，当将该风机基础放置于海水中后，若其产生倾角，可以通过气-水置换阀调节各个球体的压载而使其回正。因此，该风机基础的结构稳定性高、易于维持平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种泥浮式海上风机基础的结构示意图；

图2是本发明一实施例提供的筒体的分舱结构示意图；

图3是本发明一实施例提供的球体的分舱结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的海上风机基础和风机整机的正视图；

图5为图4所示的海上风机基础和风机整机的拖航俯视示意图；

图6是本发明一实施例提供的一种泥浮式海上风机基础和风机整机的整体运输方法流程图；

图7为本发明一实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机的俯视图；

图8为本发明一实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机在风机头重力偏心作用下的右视图；

图9为本发明一实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机在风机头重力偏心作用下的俯视图；

图10为本发明一实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机在惯性力作用下的右视图；

图11为本发明一实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机在惯性力作用下的俯视图；

图12为本发明一实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机在横浪冲击作用下的右视图；

图13为本发明一实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机在横浪冲击作用下的俯视图；

图14为本发明一实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机在侧浪冲击作用下的右视图；

图15为本发明一实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机在侧浪冲击作用下的俯视图。

附图标记：

1-筒体；

11-第一舱室；12-第二舱室；

2-球体；

21-第三舱室；

3-第一连杆；

4-第二连杆；

5-风机整机；

51-上部风机；52-塔筒；

6-拖船。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为了更好的理解方案，首先对泥浮式海上风机系统进行解释：

泥浮式海上风机系统是指风机基础可以在漂浮态和泥浮态之间转换，漂浮态是指风机基础漂浮在海面或海水中，在该种态下，上部风机工作高度较高，有利于提高发电效率，适用于海洋环境较好的情况；泥浮态是指风机基础固定于海底的泥层中，在该种态下，上部风机工作高度较低，有利于提高安全性，适用于海洋环境较恶劣的情况。

如图1所示，本发明实施例提供了一种泥浮式海上风机基础，包括：中空的筒体1、多个中空的球体2和多个第一连杆3；

每个第一连杆3的一端分别与所述筒体1的周向侧壁连接，另一端分别与一个球体2连接，以使多个球体2均匀地环绕在所述筒体1的周向上，每个球体2的球心到所述筒体1的轴线的垂直距离均相等，每个所述球体2内均设置有气-水置换阀，以用于对相应球体2进行充放水；

当所述风机基础处于平衡状态时，每个所述第一连杆3的轴线和每个所述球体2的球心均在同一水平面上。

该实施例，通过设置中空的筒体1，并通过多个第一连杆3将筒体1和多个球体2连接在一起，可以使多个球体2均匀地环绕在筒体1的周向上。通过在每个球体2内均设置气-水置换阀，如此，当将该风机基础放置于海水中后，若其产生倾角，可以通过气-水置换阀调节各个球体2的压载而使其回正。因此，该风机基础的结构稳定性高、易于维持平衡。

在一些实施方式中，为了进一步保证风机基础结构的稳定性，还包括多个第二连杆4，每个第二连杆4的两端分别用于连接相邻的两个球体2。当该风机基础处于平衡状态时，每个所述第一连杆3的轴线、每个所述第二连杆4的轴线和每个所述球体2的球心均在同一水平面上。

需要说明的是，每个第一连杆3和每个第二连杆4均优选中空的圆管，不仅有助于提高风机基础的浮力和稳定性，还能够节省材料。

在一些实施方式中，所述筒体1的顶端安装有多个倾角传感器，且每个倾角传感器分别沿所述筒体1的周向均匀布置。

如此，方便准确测量风机基础的倾斜角度。当然用户也可以只设置一个倾角传感器，本申请不对其数量做具体限定。

在一些实施方式中，如图2所示，所述筒体1内设置有第一舱室11和多个第二舱室12，所述第一舱室11为圆筒形舱室，与所述筒体1同轴设置，多个第二舱室12沿所述筒体1的周向均匀地设置在所述第一舱室11的外壁和所述筒体1的内壁之间；

所述第一舱室11和每个所述第二舱室12之间互不连通，且所述第一舱室11和每个所述第二舱室12内均设置有气-水置换阀。

在该实施例中，通过对筒体1进行分舱，有利于风机基础的调平。当风机基础的倾斜角度超过预设值时，针对向上倾斜的一侧的第二舱室12，增加其气-水置换阀的开启度，增大充水速率以增加其压载。针对向下倾斜的一侧的第二舱室12，可以关闭其内部的气-水置换阀，停止充水；也可以通过其气-水置换阀向外放水以减小其压载，从而使风机基础回正，保持平衡。

在一些实施方式中，如图3所示，每个所述球体2内均设置有多个独立的第三舱室21，多个所述第三舱室21分别沿所述球体2的目标轴线对称分布，每个所述第三舱室21内均设置有气-水置换阀，所述目标轴线为所述风机基础处于平衡状态时沿竖直方向的轴线。

在该实施例中，通过对每个球体2进行分舱，可以通过控制每个第三舱室21的压载进一步调节风机基础的平衡，增加其稳定性。具体地，当风机基础的倾斜角度超过预设值时，可以通过如下方式对风机基础和风机整机进行回正调节：针对位于水平面的中界线的球体，增加第一侧的第三舱室21的气-水置换阀的开启度，通过增加气-水置换阀的开启度增大相应第三舱室21的充水速率，以增加压载。而对于第二侧的第三舱室21，关闭其气-水置换阀以停止充水，或者通过其气-水置换阀向外放水以减小其压载，从而使风机基础回正，保持平衡。其中，第一侧为靠近向上倾斜的球体的一侧，第二侧为靠近向下倾斜的球体的一侧。

还需要说明的是，本发明不对球体2、第二舱室12和第三舱室21的数量做具体限定，用户可以根据需要选择4个、6个、8个或其它数量等。另外，气-水置换阀优选调节阀，通过改变调节阀的开启度，可以调整球体或舱室的充放水速率，进而调节球体或舱室的压载。

请参考图6，本发明实施例提供了一种泥浮式海上风机基础和风机整机5的整体运输方法，应用于上述实施例提供的海上风机基础和风机整机5，如图4所示，所述风机整机5包括沿竖直方向依次连接的上部风机51和塔筒52，所述方法包括：

步骤600，将所述塔筒52的底端安装于所述筒体1的顶部中心；

步骤602，将所述风机基础连接于拖船6上；

步骤604，基于每个所述倾角传感器和每个球体2上的气-水置换阀控制所述风机基础的平衡，以利用所述拖船6将所述风机基础和所述风机整机5运输至指定位置。

在该实施例中，将海上风机基础和风机整机5放置于海水中，然后利用拖船6将两者一起托运至指定位置，拖航示意图如图5所示。在托运过程中，利用倾角传感器测量风机基础的倾斜角度，若风机基础发生倾斜，则利用每个球体2上的气-水置换阀调节每个球体2的压载，以使风机基础回正，维持平衡。由此可见，本发明可以将风机基础和风机整机5作为整体，由拖船6托运至指定位置，运输成本低。

需要说明的是，为了保证拖船6与风机基础稳定连接，球体2的外壁上设置有导缆孔，导览绳的一端与拖船6连接，另一端与导缆孔连接。本申请不对导缆孔的结构做具体先限定，主要能稳定连接即可。

在一些实施方式中，步骤604包括：

步骤A1，每隔预设时间间隔，利用每个所述倾角传感器分别测量所述风机基础的倾斜角度；

步骤A2，对测量得到的多个倾斜角度进行预处理，得到目标倾斜角度；

步骤A3，基于所述目标倾斜角度调整每个所述气-水置换阀的开启度，以保持所述风机基础的平衡，每个所述气-水置换阀的开启度分别与相应球体2的充水速率呈正比例关系。

在该实施例中，针对步骤A1，预设时间间隔可以根据海洋环境确定，当海洋环境恶劣时，时间间隔取较小值，反之取较大值，例如，预设时间间隔可以取5秒。由于上部风机51、塔筒52、风机基础为一个整体，且整体为刚性件，因此测量风机基础的倾斜角度，即整体的倾斜角度。

针对步骤A2，对测量得到的多个倾斜角度进行预处理，得到目标倾斜角度，包括：

针对每个倾斜角度，判断该倾斜角度与其它倾斜角度的差值的绝对值是否大于设定值；若是，则去除该倾斜角度；

将剩余倾斜角度的平均值作为目标倾斜角度。

在该步骤中，利用多个倾角传感器确定风机基础的目标倾斜角度，去除偏差较大的倾斜角度，保留均衡的倾斜角度，可以提高测量结果的准确性。基于目标倾斜角度调节各球体2的压载，可以保证调节结果的准确性，进而保证海上风机系统始终处于垂直度要求的范围内。

最后，针对步骤A3，所述基于所述目标倾斜角度调整每个球体2上的气-水置换阀的开启度，包括：

确定所述目标倾斜角度的危险等级，每个危险等级对应的目标倾斜角度的范围不同；

基于不同的危险等级和所述风机基础的倾斜方向确定每个球体2上的气-水置换阀的开启度。

在该实施例中，危险等级和每个危险等级对应的目标倾斜角度范围均是根据海洋环境确定的，用户可以根据实际运输环境确定。通过设置危险等级，可以快速地将海上风机系统的调整至平衡状态。

在一些实施方式中，所述危险等级可以包括第一等级、第二等级、第三等级和第四等级；其中，第一等级对应的目标倾斜角度不大于0.5°，第二等级对应的目标倾斜角度大于0.5°且不大于1.5°，第三等级对应的目标倾斜角度大于1.5°且不大于3°，第四等级对应的目标倾斜角度大于3°。当然，上述等级划分标准只是一种优选方式，本申请并不以此为限。

在一些实施方式中，所述基于不同的危险等级和所述风机基础的倾斜方向确定每个球体2上的气-水置换阀的开启度，包括：

将向下倾斜的球体2上的气-水置换阀的开启度置为零；

基于不同的危险等级，分别增大每个向上倾斜的球体2上的气-水置换阀的开启度；其中，针对任意一个球体2，危险等级越大，其气-水置换阀的开启度越大。

在该实施例中，采用单侧调节压载的方式，不调整向下倾斜的球体2上的气-水置换阀的开启度，即不调节向下倾斜的球体2的压载。而只调节向上倾斜的球体2的压载，更有利于海上风机系统的稳定性。需要说明的是，在平衡状态时，每个球体2的中心、每个第一连杆3的轴线均在同一水平面上。针对任一时刻，本申请以其平衡状态下每个球体2的中心所在的水平面作为基准平面，球心高于该基准平面的球体2确定为向上倾斜的球体2，球心低于该基准平面的球体2确定为向下倾斜的球体2。

在一些实施方式中，所述基于不同的危险等级，分别增大每个向上倾斜的球体2上的气-水置换阀的开启度，包括：

针对向上倾斜的各个球体2，将最上端的球体2确定为目标球体；

基于所述危险等级的级别，确定各个球体2的气-水置换阀的开启度，其中，该目标球体的气-水置换阀的开启度最大，沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体2上的气-水置换阀的开启度。

在该实施例中，目标球体的压载最大，沿远离目标球体的方向，压载逐级降低，有利于海上风机系统的稳定性，每个球体2的气-水置换阀的开启度可以根据海洋环境确定。

在一些实施方式中，当危险等级为第一等级时，可以将该目标球体的气-水置换阀的开启度调整为10%，且沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体2上的气-水置换阀的开启度置，且最小开启度不低于5%；

当危险等级为第二等级时，可以将该目标球体的气-水置换阀的开启度调整为30%，且沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体2上的气-水置换阀的开启度置，且最小开启度不低于20%；

当危险等级为第三等级时，可以将该目标球体的气-水置换阀的开启度调整为50%，且沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体2上的气-水置换阀的开启度置，且最小开启度不低于40%；

当危险等级为第四等级时，可以将该目标球体的气-水置换阀的开启度调整为80%，且沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体2上的气-水置换阀的开启度置，且最小开启度不低于60%。

通过控制气-水置换阀的开启度，可以有效调节球体2的充水速率，从而有效调节球体2的压载，使风机基础回正。

在一些实施方式中，还可以采用同时调节向上倾斜的球体2的压载和向下倾斜的球体2的压载。因此，所述基于不同的危险等级和所述风机基础的倾斜方向确定每个球体2上的气-水置换阀的开启度，包括：

基于不同的危险等级，分别增大每个向上倾斜的球体2上的气-水置换阀的开启度以及增大每个向下倾斜的球体2上的气-水置换阀的开启度。

其中，增大每个向下倾斜的球体2上的气-水置换阀的开启度的控制方式与增大每个向上倾斜的球体2上的气-水置换阀的开启度的控制方式相同，本处不再赘述。区别在于，增大每个向下倾斜的球体2上的气-水置换阀的开启度是为了增大相应球体2的放水速率，以减小相应球体的压载，以较快调平，但是该方式需要注意随时观测倾角变化，避免风机基础反向偏转。

下面以图4、图7~图15为例，具体说明针对不同的倾斜方向，对海上风机基础和风机整机（以下简称结构）进行平衡调节的具体过程：

其中，图4和图7分别为结构处于平衡状态下的正视图和俯视图。图中球体2的个数为8个，在运输过程中，结构会受到风机头重力偏心、结构重力产生的惯性力作用、以及横浪和侧浪等对结构产生冲击力影响，从而使结构产生一定的倾斜角度，影响结构的安全运输。

下面分别给出各种情况下，各个球体上气-水置换阀开启度的具体调节过程。

（1）在风机头重力偏心作用下，结构会产生如图8和图9所示的倾斜角度，此时，球体②-④向上倾斜，球体⑥-⑧向下倾斜。为了使结构回正，可以增大球体②-④的气-水置换阀的开启度，增大其充水速率。其中，球体③的气-水置换阀的开启度最大，球体②和④的气-水置换阀的开启度相同，且小于球体③的气-水置换阀的开启度。如此，球体③的充水速率最大，压载最大，球体②和④的充水速率次之。与此同时，可以关闭球体⑥-⑧的气-水置换阀，使其停止充水。当然，也可以开启球体⑥-⑧的气-水置换阀，但开启的目的是对球体⑥-⑧进行放水以减小其压载，从而加速结构回正，但是该方式需要注意随时观测倾角变化，避免风机基础反向偏转。

（2）在惯性力作用下，结构会产生如图10和图11所示的倾斜角度，此时，球体⑥-⑧向上倾斜，球体②-④向下倾斜。为了使结构回正，可以增大球体⑥-⑧的气-水置换阀的开启度，增大其充水速率。其中，球体⑦的气-水置换阀的开启度最大，球体⑥和⑧的气-水置换阀的开启度相同，且小于球体⑦的气-水置换阀的开启度。如此，球体⑦的充水速率最大，压载最大，球体⑥和⑧的充水速率次之。与此同时，可以关闭球体②-④的气-水置换阀，使其停止充水。当然，也可以开启球体②-④的气-水置换阀，但开启的目的是对球体②-④进行放水以减小其压载，从而加速结构回正，但是该方式需要注意随时观测倾角变化，避免风机基础反向偏转。

（3）在横浪冲击作用下，结构会产生如图12和图13所示的倾斜角度，此时，球体④-⑥向上倾斜，球体①、②、⑧向下倾斜。为了使结构回正，可以增大球体④-⑥的气-水置换阀的开启度，增大其充水速率。其中，球体⑤的气-水置换阀的开启度最大，球体④和⑥的气-水置换阀的开启度相同，且小于球体⑤的气-水置换阀的开启度。如此，球体⑤的充水速率最大，压载最大，球体④和⑥的充水速率次之。与此同时，可以关闭球体①、②、⑧的气-水置换阀，使其停止充水。当然，也可以开启球体①、②、⑧的气-水置换阀，但开启的目的是对球体①、②、⑧进行放水以减小其压载，从而加速结构回正，但是该方式需要注意随时观测倾角变化，避免风机基础反向偏转。

（4）在侧浪冲击作用下，结构会产生如图14和图15所示的倾斜角度，此时，球体①-③向上倾斜，球体⑤-⑦、②、⑧向下倾斜。为了使结构回正，可以增大球体①-③的气-水置换阀的开启度，增大其充水速率。其中，球体②的气-水置换阀的开启度最大，球体①和③的气-水置换阀的开启度相同，且小于球体②的气-水置换阀的开启度。如此，球体②的充水速率最大，压载最大，球体①和③的充水速率次之。与此同时，可以关闭球体⑤-⑦的气-水置换阀，使其停止充水。当然，也可以开启球体⑤-⑦的气-水置换阀，但开启的目的是对球体⑤-⑦进行放水以减小其压载，从而加速结构回正，但是该方式需要注意随时观测倾角变化，避免风机基础反向偏转。

可以理解的是，本发明实施例提供的泥浮式海上风机基础和风机整机的整体运输方法和上述实施例提供的泥浮式海上风机基础是基于相同的发明构思，因此二者具有相同的有益效果，在此对泥浮式海上风机基础和风机整机的整体运输方法的有益效果不进行赘述。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其它变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种泥浮式海上风机基础和风机整机的整体运输方法，其特征在于，应用于海上风机基础和风机整机(5)，所述风机整机(5)包括沿竖直方向依次连接的上部风机(51)和塔筒(52)；

所述海上风机基础包括：中空的筒体(1)、多个中空的球体(2)和多个第一连杆(3)；

每个第一连杆(3)的一端分别与所述筒体(1)的周向侧壁连接，另一端分别与一个球体(2)连接，以使多个球体(2)均匀地环绕在所述筒体(1)的周向上，每个球体(2)的球心到所述筒体(1)的轴线的垂直距离均相等，每个所述球体(2)内均设置有气-水置换阀，以用于对相应球体(2)进行充放水；

当所述风机基础处于平衡状态时，每个所述第一连杆(3)的轴线和每个所述球体(2)的球心均在同一水平面上；

所述筒体(1)的顶端安装有多个倾角传感器，且每个倾角传感器分别沿所述筒体(1)的周向均匀布置；

所述方法包括：

将所述塔筒(52)的底端安装于所述筒体(1)的顶部中心；

将所述风机基础连接于拖船(6)上；

基于每个所述倾角传感器和每个球体(2)上的气-水置换阀控制所述风机基础的平衡，以利用所述拖船(6)将所述风机基础和所述风机整机(5)运输至指定位置；

所述基于每个所述倾角传感器和每个所述气-水置换阀控制所述风机基础的平衡，包括：

每隔预设时间间隔，利用每个所述倾角传感器分别测量所述风机基础的倾斜角度；

对测量得到的多个倾斜角度进行预处理，得到目标倾斜角度；

基于所述目标倾斜角度调整每个所述气-水置换阀的开启度，以保持所述风机基础的平衡，每个所述气-水置换阀的开启度分别与相应球体(2)的充水速率呈正比例关系；

所述对测量得到的多个倾斜角度进行预处理，得到目标倾斜角度，包括：

针对每个倾斜角度，判断该倾斜角度与其它倾斜角度的差值的绝对值是否大于设定值；若是，则去除该倾斜角度；

将剩余倾斜角度的平均值作为目标倾斜角度；

所述基于所述目标倾斜角度调整每个球体(2)上的气-水置换阀的开启度，包括：

确定所述目标倾斜角度的危险等级，每个危险等级对应的目标倾斜角度的范围不同；

基于不同的危险等级和所述风机基础的倾斜方向确定每个球体(2)上的气-水置换阀的开启度，每个所述气-水置换阀的开启度分别与相应球体(2)的充水速率呈正比例关系；

所述基于不同的危险等级和所述风机基础的倾斜方向确定每个球体(2)上的气-水置换阀的开启度，包括：

将向下倾斜的球体(2)上的气-水置换阀的开启度置为零；

基于不同的危险等级，分别增大每个向上倾斜的球体(2)上的气-水置换阀的开启度；其中，针对任意一个球体(2)，危险等级越大，其气-水置换阀的开启度越大；

所述基于不同的危险等级，分别增大每个向上倾斜的球体(2)上的气-水置换阀的开启度，包括：

针对向上倾斜的各个球体(2)，将最上端的球体(2)确定为目标球体；

基于所述危险等级的级别，确定各个球体(2)的气-水置换阀的开启度，其中，该目标球体的气-水置换阀的开启度最大，沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体(2)上的气-水置换阀的开启度；

所述危险等级包括第一等级、第二等级、第三等级和第四等级；其中，第一等级对应的目标倾斜角度不大于0.5°，第二等级对应的目标倾斜角度大于0.5°且不大于1.5°，第三等级对应的目标倾斜角度大于1.5°且不大于3°，第四等级对应的目标倾斜角度大于3°；

当危险等级为第一等级时，将该目标球体的气-水置换阀的开启度调整为10％，且沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体(2)上的气-水置换阀的开启度，且最小开启度不低于5％；

当危险等级为第二等级时，将该目标球体的气-水置换阀的开启度调整为30％，且沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体(2)上的气-水置换阀的开启度，且最小开启度不低于20％；

当危险等级为第三等级时，将该目标球体的气-水置换阀的开启度调整为50％，且沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体(2)上的气-水置换阀的开启度，且最小开启度不低于40％；

当危险等级为第四等级时，将该目标球体的气-水置换阀的开启度调整为80％，且沿远离该目标球体的方向，逐级减小各球体(2)上的气-水置换阀的开启度，且最小开启度不低于60％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述筒体(1)内设置有第一舱室(11)和多个第二舱室(12)，所述第一舱室(11)为圆筒形舱室，与所述筒体(1)同轴设置，多个第二舱室(12)沿所述筒体(1)的周向均匀地设置在所述第一舱室(11)的外壁和所述筒体(1)的内壁之间；

所述第一舱室(11)和每个所述第二舱室(12)之间互不连通，且所述第一舱室(11)和每个所述第二舱室(12)内均设置有气-水置换阀。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每个所述球体(2)内均设置有多个独立地第三舱室(21)，多个所述第三舱室(21)分别沿所述球体(2)的目标轴线对称分布，每个所述第三舱室(21)内均设置有气-水置换阀，所述目标轴线为所述风机基础处于平衡状态时沿竖直方向的轴线。